Circuit redresor pe jumătate de undă cu și fără filtru

Procesul de conversie a curentului alternativ în curent continuu este rectificarea. Orice unitate de alimentare offline are blocul de rectificare care transformă fie sursa de rețea de curent alternativ în curent continuu de înaltă tensiune, fie redusă sursa de rețea de curent alternativ în curent continuu de joasă tensiune. Procesul ulterior va fi filtrarea, conversia DC-DC etc., deci, în acest articol vom discuta despre toate operațiunile redresorului cu jumătate de undă cu diagramă de circuit.

Natura tensiunii AC este sinusoidală la o frecvență de 50 / 60Hz. Forma de undă va fi ca mai jos.

Acum, rectificarea este procesul de îndepărtare a părții negative a curentului alternativ (AC), producând astfel DC parțial. Acest lucru se poate realiza folosind diode. Diodele permit curentului să curgă într-o singură direcție. Pentru a înțelege, putem împărți forma de undă în jumătate de ciclu pozitiv și în jumătate de ciclu negativ. Când tensiunea de mai sus este furnizată printr-o diodă, conducerea are loc numai în timpul semiciclului pozitiv. Astfel, mai jos va fi forma de undă.

Funcționarea redresorului cu jumătate de undă:

În redresorul cu jumătate de undă, eliminăm jumătatea ciclului negativ al undei de curent alternativ folosind o diodă, în timp ce în redresorul cu undă completă convertim jumătatea de ciclu negativ de curent alternativ în ciclu pozitiv folosind 4 diode. Să luăm acum în considerare o tensiune de curent alternativ cu o amplitudine mai mică de 15Vrms și să o rectificăm în tensiune de curent continuu folosind o singură diodă. Dioda conduce numai în timpul semiciclului pozitiv. Dar, ieșirea va fi tensiune DC pozitivă pulsată discontinuă. Trebuie să fie filtrat suplimentar pentru a-l face un curent continuu pur, cu o ondulație mai mică. Punctul care trebuie avut în vedere este toată tensiunea, curentul pe care îl măsurăm prin DMM este de natură efectivă. Prin urmare, același lucru este luat în considerare și în simulare.

Forma de undă de ieșire de mai sus este așa cum era de așteptat, o formă de undă DC pulsată discontinuă. Pentru a netezi forma de undă sau pentru ao face continuă, adăugăm un filtru de condensator în ieșire. Funcționarea condensatorului paralel este menținerea unei tensiuni constante la ieșire. Acesta decide cantitatea de undă prezentă în ieșire.

Cu un filtru de condensator 1uF:

Forma de undă de mai jos arată reducerea ondulației pe baza valorii capacității, adică a capacității de stocare a încărcăturii.

Forme de undă de ieșire: Roșu - 1uF; Verde muștar - 4.7uF; Albastru - 10uF; Verde închis - 47uF

Funcționare cu condensator:

În timpul semiciclului pozitiv, dioda este polarizată înainte și condensatorul se încarcă, precum și încărcătura se alimentează. În timpul semiciclului negativ, dioda devine polarizată invers și circuitul este deschis în timpul căruia condensatorul furnizează energia stocată în el. Cu cât este mai mare capacitatea de stocare a energiei, cu atât este mai mică ondularea formei de undă de ieșire.

Factorul de ondulare poate fi calculat teoretic prin,

Să o calculăm pentru orice valoare a condensatorului și să o comparăm cu formele de undă obținute mai sus.

R _sarcină = 1kOhm; f = 50Hz; C _out = 1uF; I _dc = 15mA

Prin urmare,

Forma de undă de mai sus are o undă de 11 volți, care este aproape aceeași. Diferența va fi compensată la valori mai mari ale condensatorului. În plus, eficiența este problema majoră a redresorului cu jumătate de undă, care este mai mic decât redresorul cu undă completă. În general, eficiența (ƞ) = 40%.

Circuit practic de redresare pe jumătate de undă pe panou:

Componentele utilizate în circuitul redresor cu jumătate de undă sunt:

1. Transformator treptat 220V / 15V AC.
2. 1N4007 - Diodă
3. Rezistor
4. Condensatoare

Aici, pentru o tensiune RMS de 15V, tensiunea de vârf va fi de până la 21V. Prin urmare, componentele care trebuie utilizate ar trebui să fie evaluate la 25V sau mai mult.

Funcționarea circuitului:

Transformator pas cu pas:

Transformatorul descendent constă din înfășurare primară și înfășurare secundară înfășurată peste miez de fier laminat. Numărul de viraj al primarului va fi mai mare decât cel secundar. Fiecare înfășurare acționează ca inductori separați. Când înfășurarea primară este furnizată printr-o sursă alternativă, înfășurarea se excită și fluxul va fi generat. Înfășurarea secundară experimentează fluxul alternativ produs de înfășurarea primară care induce emf în înfășurarea secundară. Această emf indusă curge apoi prin circuitul extern conectat. Raportul de rotații și inductanța înfășurării determină cantitatea de flux generată din primar și emf indusă în secundar. În transformatorul folosit mai jos

Sursa de alimentare de 230V AC de la priza de perete este redusă la 15V AC rms folosind un transformator descendent. Alimentarea este apoi aplicată pe circuitul redresorului, ca mai jos.

Circuit redresor jumătate de undă fără filtru:

Tensiunea corespunzătoare la sarcină este de 6,5 V, deoarece tensiunea medie de ieșire a formei de undă discontinue poate fi văzută în DMM.

Circuit redresor cu jumătate de undă cu filtru:

Când filtrul de condensator este adăugat ca mai jos,

1. Pentru C _out = 4.7uF, ondularea se reduce și, prin urmare, tensiunea medie a crescut la 11.9V

2. Pentru C _out = 10uF, ondularea se reduce și, prin urmare, tensiunea medie a crescut la 15,0V

3. Pentru C _out = 47uF, ondularea se reduce în continuare și, prin urmare, tensiunea medie a crescut la 18,5V

4. Pentru C _out = 100uF, deci după aceasta forma de undă este fin netezită și, prin urmare, ondulația este scăzută. Tensiunea medie a crescut la 18,9V